Сигналы данные информация Сигнал от лат signum —

Сигналы, данные, информация Сигнал (от лат. signum - знак) - знак, физический процесс или явление, несущие сообщение о каком-либо событии, состоянии объекта либо передающие команды управления, оповещения и т. д. • • • механические (например, деформация, изменение давления); тепловые (изменение температуры); световые (вспышка света, зрительный образ); электрические (изменение силы тока, напряжения); электромагнитные (радиоволны); звуковые (акустические колебания) и др. Регистрация сигнала – явление, изменения свойств физических тел при взаимодействии с сигналами. Данные – зарегистрированные сигналы. Информация — это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

Связь между данными и информацией Для тех, кто не знает английский язык, это данные, а не информация Здесь представлен метод. При его наличии данные становятся информацией I am not young enough to know everything. Oscar Wilde I am not young enough to know everything достаточно чтобы знать Я всё не молод Я не достаточно молод, чтобы знать всё. Оскар Уайльд

Свойства информации: 1. Объективность и субъективность информации; 2. Полнота информации (характеризует качество информации); 3. Достоверность информации; 4. Адекватность информации; 5. Доступность информации; 6. Актуальность информации. Методы регистрации данных: • механическое перемещение физических тел, • изменение их формы; • изменение параметров качества поверхности; • изменение электрических характеристик; • изменение магнитных характеристик; • изменение оптических характеристик (бумага, CD); • изменение химического состава и (или) характера химических связей (фотография); • Изменение состояния электронной системы и др.

• • Основные операции с данными: сбор данных — накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений; формализация данных — приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности; фильтрация данных — отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень «шума» , а достоверность и адекватность данных должны возрастать; сортировка данных — упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации; • архивация данных — организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом; • защита данных—комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных; • транспортировка данных — прием и передача (доставка и поставка) данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных в информатике принято называть сервером, а потребителя — клиентом; • преобразование данных — перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.

Кодирование – выражение данных одного типа через данные другого типа. C O M P U T E R 43 4 F 4 D 50 55 54 45 52 Код ASCII -·-· --- -- Код Морзе ·--· ··- - · ·-· Код Брайля Код морской сигнальный

Двоичное кодирование (англ. binary digit, сокр. bit) 0 – 1 - разрядность один бит 00 – 01 – 10 – 00 - разрядность два бита 000 – 001 – 010 – 011 – 100 – 101 – 110 – 111 - разрядность три бита где: - количество независимых кодируемых значений - разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе

Пример перевода целого числа из десятичной системы счисления в двоичную: Для кодирования действительных чисел используют 80 -разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется в нормализованную форму: мантисса характеристика

Кодирование текстовых данных ASCII (American Standard Code for Information Interchange — стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплено 2 таблицы – базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов 0 -127, а расширенная - 128 -255 Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств (в первую очередь производителям компьютеров и печатающих устройств). В этой области размещаются так называемые управляющие коды.

В России действуют несколько стандартов кодировок. Кодировка Windows-1251 была введена в оборот вместе с ОС Windows компанией Microsoft.

Кодировка КОИ-8 (код обмена информацией, 8 -бит). Создана в 70 гг. Сегодня кодировка КОИ-8 имеет широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе Интернета. Кодировка КОИ-8:

Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского алфавита, носит название кодировки ISO (International Standard Organization — Международный институт стандартизации). На практике данная кодировка используется редко. Кодировка ISO:

На компьютерах, работающих в операционных системах MS-DOS, могут действовать еще две кодировки (кодировка ГОСТ и кодировка ГОСТ-альтернативная). Первая из них считалась устаревшей даже в первые годы появления персональной вычислительной техники, но вторая используется и по сей день. ГОСТ-альтернативная кодировка: В связи с изобилием систем кодирования текстовых данных, действующих в России, возникает задача межсистемного преобразования данных — это одна из распространенных задач информатики.

Unicode – универсальная система, основанная на 16 -разрядном кодировании символов. Была предложена в 1991 году организацией Unicode Consortium (Консорциум Юникода). 16 разрядов = 65536 значений – этого достаточно для размещения символов большинства языков планеты. Сегодня этот язык становится популярным. Но несколько лет переход на данную систему сдерживался из-за недостаточных ресурсов средств вычислительной техники (в системе кодирования UNICODE все текстовые документы автоматически становятся вдвое длиннее), поэтому он стал появляться в обращении только во второй половине 90 -х годов.

Кодирование графических данных Растр – точечная структура графического изображения при полиграфической и цифровой печати. На сегодняшний день общепринятым считается представление чёрнобелых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета. Следовательно для кодирования яркости любой точки достаточно 8 двоичных разрядов.

Для кодировки цветного изображения используется принцип декомпозиции, т. е. разложения произвольного цвета на основные составляющие. Система RGB: R – red-красный G – green-зелёный B – blue-синий При использовании каждым цветом 256 значений яркости (8 двоичных разрядов), на кодирование точки нужно затратить 24 разряда. Такая система может однозначно определить 16, 5 млн. различных цветов. Такая система изначально была разработана для описания цвета на цветном мониторе. Сейчас цветовая модель RGB широко используется в технике.

Система CMYK: C – cyan-голубой M – magenta-пурпурный Y – yellow-жёлтый K – black-чёрный Используется главным образом в полиграфии. Имеет меньший цветовой охват по сравнению с системой RGB. Режим представления графики в 24 двоичных разрядах называется полноцветным (True color). При уменьшении количества разрядов до 16 режим становится High color, при этом диапазон цветов заметно сокращается.

Кодирование звуковых данных Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду, а следовательно, может быть описан числовыми параметрами, то есть кодом. АЦП – аналого-цифровой преобразователь (англ. ADC – Analog-to-Digital converter) – устройство разложения аналоговых сигналов в гармонические ряды и представления в виде дискретных цифровых. ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь (англ. DAC – Digital-to-Analog converter) – устройство, позволяющее получить звук, закодированный числовым кодом. «+» : • компактный код; • не требует больших вычислительных средств. «-» : • потери части данных при кодировании; • качество звука неудовлетворительное.

Метод таблично-волнового (Wave-Table) синтеза основан на записи образца (сэмпла) какого-либо звучания и его последующем воспроизведении в неизменном виде или с какой-либо обработкой. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, а также прочие параметры, характеризующие особенности звука. «+» : • качество звучания сопоставимое с настоящими инструментами. «-» : • требует больше вычислительных ресурсов, по стравнению с FM модуляцией.

Основные структуры данных Линейная структура (списки) – это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента однозначно определяется его номером. При создании любой структуры данных решается два вопроса: 1. Как разделять элементы между собой; 2. Как искать требуемый элемент. № п/п 1 2 3 … 27 Фамилия Имя Отчество Аистов Александр Алексеевич Бобров Борисович Воробьева Валентина Владиславовна Сорокин Сергей Семенович разделитель – конец строки; искать по номеру строки Аистов Александр Алексеевич*Бобров Борисович*Воробьева Валентина Владиславовна*…*Сорокин Сергей Семенович разделитель – символ «*» ; искать по количеству разделителей Разделители не нужны, если все элементы списка имеют равную длину. a(n-1), где a – длина одного элемента списка; n – номер требуемого элемента. Такие упрощенные списки называют векторами данных.

Табличные структуры данных (матрицы) — это упорядоченные структуры, в которых адрес элемента определяется номером строки и номером столбца, на пересечении которых находится ячейка, содержащая искомый элемент. планета расстояние от солнца, а. е. относительная масса количество спутников меркурий 0, 39 0, 056 0 венера 0, 67 0, 88 0 земля 1 1 1 Меркурий*0, 39*0, 056*0#Венера*0, 67*0, 88*0#Земля*1, 0*1 Используются вертикальные и горизонтальные разделители (линии) Внешний разделитель «#» , внутренний – «*» Если все элементы таблицы имеют равную длину, она называется матрица. Здесь также разделители не нужны. a[N(m-1)+(n-1)], где: а – длина одного элемента; N – количество столбцов; (m, n) – адрес нужного элемента в матрице. Многомерные таблицы: Номер факультета Номер курса (на факультете) Номер специальности (на курсе) Номер группы в потоке одной специальности Номер учащегося в группе 3 2 2 1 10 Размерность данной таблицы равна пяти. Чтобы отыскать данные нужно знать все 5 параметров (координат) таблицы.

Иерархическая структура – структура, где адрес каждого элемента определяется путем доступа (маршрутом), ведущим от вершины структуры к данному элементу. В такую структуру включают нерегулярные данные, которые сложно представить в виде списка или таблицы. Путь доступа к программе «калькулятор» в Microsoft Windows: ПУСК Все программы Стандартные Калькулятор Пример иерархической структуры данных:

Дихотомия (от греч, dicha и tome - рассечение на две части) данных В иерархической структуре, построенной методом дихотомии, путь доступа к любому элементу можно представить как путь через рациональный лабиринт с поворотами налево (0) или направо (1) и, таким образом, выразить путь доступа в виде компактной двоичной записи. Путь к текстовому процессору Word выразится двоичным числом: 1010.

Файлы и файловая структура Единицы представления данных Бит – один двоичный разряд в двоичной системе счисления. Байт – группа из восьми битов. На практике иногда удобнее использовать 16 -разрядное, 24 -разрядное, 32 разрядное, 64 -разрядное кодирование. Группа из 16 взаимосвязанных бит (двух взаимосвязанных байтов) называется словом. Группа из 32 взаимосвязанных бит – удвоенное слово. Группа из 64 взаимосвязанных бит – учетверённое слово. Единицы измерения данных Наименьшая единица – Байт. В текстовых документах 1 Байт = 1 символу. Приставки применяются только увеличительные, они кратны: т. е. : 1 Кбайт = 1024 байт 1 Мбайт = 1024 Кбайт 1 Гбайт = 1024 Мбайт и т. д.

МЭК (Международная электротехническая комиссия; англ. International Electrotechnical Commission, IEC) рекомендует использовать двоичные приставки. Двоичные приставки используются для образования единиц измерения информации, кратных битам и байтам. Каждая двоичная приставка получается заменой последнего слога соответствующей десятичной приставки на би (от лат. bīnārius — двоичный). Приставка Аналогичная десятичная приставка Сокращения по МЭК для битов, байтов Значение, на которое умножается исходная величина киби кило (103) Кибит, Ки. Б 210 = 1024 меби мега (106) Мибит, Ми. Б 220 = 1 048 576 гиби гига (109) Гибит, Ги. Б 230 = 1 073 741 824 теби тера (1012) Тибит, Ти. Б 240 = 1 099 511 627 776 пеби пета (1015) Пибит, Пи. Б 250 = 1 125 899 906 842 624 эксби экса (1018) Эибит, Эи. Б 260 = 1 152 921 504 606 846 976 зеби зетта (1021) Зибит, Зи. Б 270 = 1 180 591 620 717 411 303 424 йоби йотта (1024) Йибит, Йи. Б 280 = 1 208 925 819 614 629 174 706 176

Единицы хранения данных При хранении данных решаются две проблемы: 1. Сохранение данных в наиболее компактном виде; 2. Обеспечение к ним удобного и быстрого доступа. Файл — это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем, принятая в качестве единицы хранения данных. Тип файла определяет тип данных, хранящихся в этом файле. Имя файла важно, т. к. оно фактически несет в себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не станут информацией из-за отсутствия метода доступа к ним.

Понятие о файловой структуре Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае называется файловой структурой. Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается собственное имя файла вместе с путем доступа к нему.

Информатика. Предмет и задачи информатики Информатика - это техническая наука, систематизирующая приемы создания, хранения, воспроизведения, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих средств и методы управления ими. Предмет информатики составляют следующие понятия: • аппаратное обеспечение средств вычислительной техники; • программное обеспечение средств вычислительной техники; • средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения; • средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами. Интерфейс (англ. interface - поверхность раздела, перегородка) — совокупность средств, методов и правил взаимодействия (управления, контроля и т. д. ) между элементами системы. Пользовательский интерфейс – методы и средства взаимодействия человека с аппаратными и программными средствами. Также существуют аппаратные интерфейсы, программные интерфейсы, аппаратно-программные интерфейсы.

Основной задачей информатики является систематизация приемов и методов работы с аппаратными и программными средствами вычислительной техники. Цель систематизации состоит в выделении, внедрении и развитии передовых, наиболее эффективных технологий, в автоматизации этапов работы с данными, а также в методическом обеспечении новых технологических исследований. Направления, выделяемые в составе основной задачи информатики : • архитектура вычислительных систем (приемы и методы построения систем, предназначенных для автоматической обработки данных); • интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением); • программирование (приемы, методы и средства разработки компьютерных программ); • преобразование данных (приемы и методы преобразования структур данных); • защита информации (обобщение приемов, разработка методов и средств защиты данных); • автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека); • стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем). Для информатики ключевым понятием является эффективность.

Вычислительная техника Компьютер - это электронное вычислительное устройство. Классификации компьютеров: • по назначению; • по технической совместимости; • по программной совместимости; • по размерам и т. д. По назначению компьютеры делятся: • Суперкомпьютеры; • Мэйнфреймы; • Серверы; • Персональные компьютеры: • настольные (desktop); • переносные/портативные (notebook); • наладонные/карманные (palmtop).

Истоки и предпосылки информатики Слово информатика (фр. Informatique) возникло в 60 -х годах во Франции для обозначения области науки, занимающейся автоматизированной переработкой информации, как слияние французских слов information (информация) и automatique (автоматика). Термин информатика используется в ряде стран Восточной Европы. В то же время, в большинстве стран Западной Европы и США используется другой термин — Computer Science (наука о средствах вычислительной техники). Документалистика Появление: конец IXX века. Расцвет: 20 -30 -е годы XX века. Основной предмет: изучение рациональных средств и методов повышения эффективности документооборота. Кибернетика Появление термина: первая половина XIX века (ввёл французский физик Андре Мари Ампер) Предмет кибернетики: принципы построения и функционирования систем автоматического управления. Информатика

Суперкомпьютеры - это большие компьютеры, которые создаются для задач, требующих больших вычислений, таких как определение координаты далекой звезды или галактики, моделирования климата, составления карт нефтяных и газовых месторождений и т. д. Суперкомпьютеры состоят из сотен процессоров, имеют большую оперативную память и высокое быстродействие. Многие суперкомпьютеры создаются по кластерной технологии (Cluster). По этой технологии компьютер строится из нескольких десятков серверов, которые работают как единая система. Кластерные суперкомпьютеры легко масштабируются и позволяют создавать дублирующие вычислительные линии, что бывает необходимым, когда вычисления, например, моделируют процессы в реальном времени и сбои недопустимы. Быстродействие компьютеров измеряется в единицах, которые называются ФЛОПС (FLOPS - Floating Point Operations Per Second - количество арифметических операций в секунду). Современные суперкомпьютеры выполняют до 8 квадриллионов операций в секунду (8· 10¹⁵ ФЛОПС).

Мэйнфреймы (от англ. Mainframe) - это большие компьютеры, с высоким быстродействием и большими вычислительными ресурсами, которые могут обрабатывать большое количество данных и выполнять обработку запросов одновременно нескольких тысяч пользователей. Мэйнфреймы выполнены с избыточными техническими характеристиками, что делает их очень надежными. Физически мэйнфреймы имеют один корпус - системный блок размером со шкаф, к которому могут подключаться терминалы (терминал состоит из монитора и клавиатуры). Мэйнфреймы используют для хранения и обработки больших баз данных, а также крупных web-узлов с большим количеством одновременных обращений.

Серверы - это компьютеры, которые служат центральными узлами в компьютерных сетях. На серверах устанавливается программное обеспечение, позволяющее управлять работой сети. На серверах хранится информация, которой могут пользоваться все компьютеры, подключенные к сети. От сервера зависит работоспособность всей сети и сохранность баз данных и другой информации, поэтому серверы имеют несколько резервных дублирующих систем хранения данных, электропитания, возможность замены неисправных блоков без прерывания работы. Серверы могут содержать от нескольких процессоров до нескольких десятков процессоров. По технологической совместимости серверы бывают IBM-совместимыми и Macintosh-совместимыми.

Персональные компьютеры (ПК) - это компьютеры, которые могут использоваться одним человеком автономно, независимо от других компьютеров. По технологической и программной совместимости персональные компьютеры бывают IBM-совместимыми и Macintosh-совместимыми. Настольные ПК используются в стационарных условиях комнаты или кабинета. Настольные компьютеры состоят из нескольких блоков - системного блока, монитора, клавиатуры и мышки, которые соединены между собой. Переносные ПК удобны для транспортировки. Они совмещают в одном корпусе ЖКдисплей, системный блок, клавиатуру, DVD-привод и манипулятор для управления курсором. Имеют малые габариты. Наладонные ПК (palmtop). Карманные переносные компьютеры помещаются на ладони. Позволяют хранить оперативные данные и получать к ним быстрый доступ. Некоторые карманные модели имеют жестко встроенное программное обеспечение, что облегчает непосредственную работу, но снижает гибкость в выборе прикладных программ. PDA (personal digital assistent - личный цифровой ассистент) – разновидность наладонных компьютеров.

Состав вычислительной системы В составе вычислительной техники выделяют: • Аппаратная конфигурация; • Программная конфигурация. Аппаратная конфигурация. Современные компьютеры и вычислительные комплексы имеют блочномодульную конструкцию —аппаратную конфигурацию, необходимую для исполнения конкретных видов работ, можно собирать из готовых узлов и блоков. По способу расположения устройств различают: внутренние и внешние. Внешние (периферийные) - большинство устройств ввода-вывода данных и некоторые устройства, предназначенные для длительного хранения данных. Аппаратные интерфейсы - переходные аппаратно-логических устройства, выполняющие согласование между отдельными узлами и блоками. Протокол - стандарт на аппаратные интерфейсы в вычислительной технике, он должен быть обеспечен разработчиками устройств для успешного согласования их работы с другими устройствами. Интерфейсы: последовательные (serial) и параллельные (parallel). Через последовательный интерфейс данные передаются последовательно, бит за битом, а через параллельный — одновременно группами битов (количество определяется разрядностью интерфейса).

Программная конфигурация. Программы — это упорядоченные последовательности команд. Программное обеспечение распределяется на несколько взаимодействующих между собой уровней. Базовый уровень (Базовое ПО). Самый низкий уровень программного обеспечения. Отвечает за взаимодействие с базовыми аппаратными средствами. Базовые программные средства непосредственно входят в состав базового оборудования и хранятся в специальных микросхемах, называемых постоянными запоминающими устройствами (ПЗУ — Read Only Memory, ROM). Системный уровень (Системное ПО). Программы, работающие на этом уровне, обеспечивают взаимодействие прочих программ компьютерной системы с программами базового уровня и непосредственно с аппаратным обеспечением, то есть выполняют «посреднические» функции. Совокупность программного обеспечения системного уровня образует ядро операционной системы компьютера.

Служебный уровень. Программное обеспечение этого уровня взаимодействует как с программами базового уровня, так и с программами системного уровня. Основное назначение служебных программ (утилиты) состоит в автоматизации работ по проверке, наладке и настройке компьютерной системы. Прикладной уровень. Программное обеспечение прикладного уровня представляет собой комплекс прикладных программ, с помощью которых на данном рабочем месте выполняются конкретные задания.

Классификация прикладных программных средств Текстовые редакторы. Основные функции этого класса прикладных программ заключаются во вводе и редактировании текстовых данных. Для операций ввода, вывода и сохранения данных текстовые редакторы вызывают и используют системное программное обеспечение. Текстовые процессоры. Основное отличие текстовых процессоров от, текстовых редакторов в том, что они позволяют не только вводить и редактировать текст, но и форматировать его, то есть оформлять. Графические редакторы. Это обширный класс программ, предназначенных для создания и (или) обработки графических изображений. В данном классе различают следующие категории: растровые редакторы, векторные редакторы и программные средства для создания и обработки трехмерной графики (3 D-редакторы). Системы управления базами данных. Базами данных называют огромные массивы данных, организованных в табличные структуры. Основные функции: • создание пустой (незаполненной) структуры базы данных; • предоставление средств ее заполнения или импорта данных из таблиц другой базы; • обеспечение возможности доступа к данным, а также предоставление средств поиска и фильтрации. Электронные таблицы предоставляют комплексные средства для хранения различных типов данных и их обработки.

Системы автоматизированного проектирования (CAD-системы). Предназначены для автоматизации проектно-конструкторских работ. Применяются в машиностроении, приборостроении, архитектуре. Настольные издательские системы. Назначение программ этого класса состоит в автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. Этот класс программного обеспечения занимает промежуточное положение между текстовыми процессорами и системами автоматизированного проектирования. Экспертные системы. Предназначены для анализа данных, содержащихся в базах знаний, и выдачи рекомендаций по запросу пользователя. Характерными областями использования экспертных систем являются юриспруденция, медицина, фармакология, химия. Web-редакторы. Это особый класс редакторов, объединяющих в себе свойства текстовых и графических редакторов. Они предназначены для создания и редактирования Web-документов (Web-страниц Интернета). Браузеры (обозреватели, средства просмотра Web). К этой категории относится программные средства, предназначенные для просмотра электронных документов, выполненных в формате HTML (от англ. Hyper. Text Markup Language — «язык разметки гипертекста» ), т. е. web-страниц. Интегрированные системы делопроизводства. Представляют собой программные средства автоматизации рабочего места руководителя. Бухгалтерские системы. Это специализированные системы, сочетающие в себе функции текстовых и табличных редакторов, электронных таблиц и систем управления базами данных. Предназначены для автоматизации работ бухгалтерии.

Финансовые аналитические системы. Программы этого класса используются в банковских и биржевых структурах. Они позволяют контролировать и прогнозировать ситуацию на финансовых, товарных и сырьевых рынках, производить анализ текущих событий, готовить сводки и отчеты. Геоинформационные системы (ГИС). Предназначены для автоматизации картографических и геодезических работ на основе информации, полученной топографическими или аэрокосмическими методами. Системы видеомонтажа. Предназначены для цифровой обработки видеоматериалов, их монтажа, создания видеоэффектов, устранения дефектов, наложения звука, титров и субтитров.

Классификация служебных программных средств Диспетчеры файлов (файловые менеджеры). С помощью программ данного класса выполняется большинство операций, связанных с обслуживанием файловой структуры: копирование, перемещение и переименование файлов, создание каталогов (папок), удаление файлов и каталогов, поиск файлов и навигация в файловой структуре. Средства сжатия данных (архиваторы). Предназначены для создания архивов. Архивирование данных упрощает их хранение за счет того, что большие группы файлов и каталогов сводятся в один архивный файл. Средства просмотра и воспроизведения. Предназначены для просмотра (воспроизведения) без редактирования. Средства диагностики. Предназначены для автоматизации процессов диагностики программного и аппаратного обеспечения. Используют для устранения неполадок и оптимизации работы компьютерной системы. Средства контроля (мониторинга). Позволяют следить за процессами, происходящими в компьютерной системе. Мониторы установки. Программы этой категории предназначены для контроля над установкой программного обеспечения. Средства коммуникации (коммуникационные программы). Выполняют множество операций в компьютерных сетях (соединение с удалённым компьютером, получение почты, факса, сообщений, работа телеконференций и др. ) Средства обеспечения компьютерной безопасности. Средства пассивной и активной защиты данных от повреждения, а также средства защиты от несанкционированного доступа, просмотра и изменения данных (пассивная – резервное копирование, активная – антивирусное обеспечение).

Базовая аппаратная конфигурация персонального компьютера Типовая базовая конфигурация включает: • системный блок; • монитор; • клавиатура; • мышь. Системный блок - основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, - внешними. По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса: • горизонтальное исполнение (desktop): • плоские; • особо плоские (slim); • вертикальное исполнение (tower): • полноразмерные (big tower); • среднеразмерные (midi tower); • малоразмерные (minitower). Монитор - устройство визуального представления данных. Клавиатура - клавишное устройство управления персональным компьютером. Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления (не требует драйвера). Мышь - устройство управления манипуляторного типа (требуется драйвер).

Внутренние устройства системного блока Материнская плата - основная плата персонального компьютера. На ней размещаются: • процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций; • микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы; • шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера; • оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен; • ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) — микросхема, предназначенная длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен; • разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты).

Оперативная память (RAM — Random Access Memory) — это массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. По физическому принципу действия различают: • динамическую память (DRAM); • статическую память (SRAM). DRAM используется если нужен большой объём памяти. В качестве оперативной памяти в современных компьютерах используют именно её. SRAM имеет б. Ольшую скорость доступа к данным, чем DRAM, но по причине высокой стоимости её используют в качестве вспомогательной памяти (кэшпамяти).

Чипсеты материнских плат выпускаются на базе двух микросхем, исторически получивших название «северный мост» и «южный мост» . «Северный мост» обычно управляет взаимосвязью процессора, оперативной памяти и порта АGP. «Южный мост» называют также функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков, функции контроллера шины PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и т. П Front Side Bus (FSB) — шина, обеспечивающая соединение между центральным процессором и внутренними устройствами.

Периферийные устройства персонального компьютера подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. Благодаря им компьютерная система приобретает гибкость и универсальность. По назначению периферийные устройства можно подразделить на: • устройства ввода данных (клавиатуры, манипуляторы, сканеры, графические планшеты, цифровые фото-видео камеры); • устройства вывода данных (мониторы, принтеры: матричные, струйные, лазерные, светодиодные); • устройства хранения данных (внешние HDD, flash-накопители); • устройства обмена данными (модем, внешняя сетевая карта).

Операционные системы персональных компьютеров Функция ОС посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса: • интерфейса между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя); • интерфейса между программным и аппаратным обеспечением (аппаратнопрограммный интерфейс); • интерфейса между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс). Виды интерфейсов пользователя: • Интерфейс командной строки - интерфейс неграфических ОС (DOS). Тип управления: клавиатура. • Графический интерфейс. Графические ОС. Тип управления: клавиатура, мышь (манипулятор). Работа основана на взаимодействии активных и пассивных элементах управления. Активные – курсор мыши (манипулятора). Пассивные – графические элементы управляющих приложений (кнопки, ярлыки, раскрывающиеся списки, меню, и др. ). Автоматический запуск. Дисковые ОС – в специальной (системной) области диска создаётся запись программного микрокода. После обращения BIOS к этой записи происходит загрузка ОС. Недисковые ОС – автоматический запуск осуществляется аппаратно при подаче питания. Математическое обеспечение загружено в ПЗУ.

Организация файловой системы Принцип организации файловой системы — табличный. Поверхность жесткого диска рассматривается как трехмерная матрица, измерениями которой являются номера поверхности, цилиндра и сектора. Цилиндр - совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Сектор - наименьшая физическая единица хранения данных (512 байт) Кластер – группа секторов - наименьшая единица адресации при обращении к данным. FAT (File Allocation Table — «таблица размещения файлов» ) FAT 16, FAT 32, ex. FAT (от англ. Extended FAT — «расширенная FAT» ) NTFS (New Technology File System — «файловая система новой технологии» ) ext 4 (Extended File System) используется в ОС с ядром Linux. HFS Plus или HFS+ или Mac OS Extended используется в компьютерах Apple Macintosh.

Обслуживание файловой структуры К функции обслуживания файловой структуры относятся следующие операции, происходящие под управлением операционной системы: • создание файлов и присвоение им имен; • создание каталогов(папок) и присвоение им имен; • переименование файлов и каталогов(папок); • копирование и перемещение файлов между дисками компьютера и между каталогами(папками) одного диска; • удаление файлов и каталогов(папок); • навигация по файловой структуре с целью доступа к заданному файлу, каталогу (папке); • управление атрибутами файлов. Создание и именование файлов Файл — это именованная последовательность байтов произвольной длины. Имя файла выглядит следующим образом: «имя. расширение» Имя файла не должно содержать следующие символы: / : * ? «» < > | В различных файловых системах ограничения на имя файла сильно различаются: В FAT 16 размер имени файла ограничен 8 символами + 3 символа расширения. В FAT 32 имя файла ограниченно 255 символами В NTFS имя ограничено 255 символами Unicode. Расширение – определяет тип хранимой информации, обычно автоматически создаётся приложением.

Создание каталогов (папок) Каталоги (папки) — важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов на носителе слишком много. Файлы объединяются в каталоги по любому общему признаку, заданному их создателем (по типу, по принадлежности, по назначению, по времени создания и т. п. ). Каталоги низких уровней вкладываются в каталоги более высоких уровней и являются для них вложенными. Верхним уровнем вложенности иерархической структуры является корневой каталог диска. При записи пути доступа к файлу, проходящего через систему вложенных каталогов, все промежуточные каталоги разделяются между собой определенным символом. Во многих операционных системах в качестве такого символа используется «» (обратная косая черта), например: разделители каталогов (папок) c: WindowsSystem 32regedt 32. exe обозначение вложенные конечный расширение диска каталоги файла Каталог (англ. directory) и папка (англ. folder) являются равнозначными понятиями. Термин «папка» был введён для представления объектов файловой системы в графическом пользовательском интерфейсе путём аналогии с офисными папками (начиная с Windows 95).

Копирование и перемещение файлов В неграфических операционных системах операции копирования и перемещения файлов выполняются вводом прямой команды в поле командной строки. При этом указывается имя команды, путь доступа к каталогу-источнику и путь доступа к каталогу-приемнику. Пример: «copy WORK PAPERS» - копирование всех файлов каталога WORK в каталог PAPERS ; «copy DOCABC » - копирование всех файлов каталога DOCABC в каталог верхнего уровня. В графических операционных системах существуют приемы работы с устройством позиционирования, позволяющие выполнять эти команды наглядными методами.

Удаление файлов и каталогов (папок) Средства удаления данных не менее важны для операционной системы, чем средства их создания, поскольку ни один носитель данных не обладает бесконечной емкостью. Существует три режима удаления данных: удаление, уничтожение и стирание. Удаление файлов является временным (корзина). • На уровне файловой структуры меняется только путь доступа к файлам. • На уровне файловой системы жесткого диска файлы остаются в тех же секторах, где и были записаны. Уничтожение файлов происходит при их удалении в операционной системе MSDOS, при очистке Корзины в операционных системах семейства Windows или при удалении файлов минуя Корзину. • На уровне файловой структуры файл полностью удаляется. • На уровне файловой системы диска - кластеры, содержащие этот файл помечаются как свободные, при этом открывается возможность записи в них новых файлов. В таблице размещения файлов этот файл помечается как удаленный, хотя физически остается на своём месте. Стирание файлов состоит именно в том, чтобы заполнить якобы свободные кластеры, оставшиеся после уничтоженного файла, случайными данными.

Навигация по файловой структуре Файловый менеджер (англ. file manager) — компьютерная программа, предоставляющая интерфейс пользователя для работы с файловой системой и файлами. Файловый менеджер позволяет выполнять наиболее частые операции над файлами — создание, открытие/проигрывание/просмотр, редактирование, перемещение, переименование, копирование, удаление, изменение атрибутов и свойств, поиск файлов и назначение прав. Помимо основных функций, многие файловые менеджеры включают ряд дополнительных возможностей, например, таких как работа с сетью, резервное копирование, управление принтерами и пр. DOS: • Norton Commander; • DOS Navigator; • Volkov Commander; • PIE Commander; • DOS Shell; • … Windows: • FAR Manager; • Total Commander; • Windows Explorer; • Directory Opus; • Unreal Commander; • Free. Commander; • Frigate; • … POSIX (GNU/Linux, BSD и т. д. ): • Midnight Commander; • Demos Commander; • Krusader; • GNOME Commander; • Tux Commander; • Beesoft Commander; • Konqueror; • Nautilus; • Dolphin • …

Управление атрибутами файлов Атрибут файла — это дополнительная информация, относящаяся к данному файлу и хранящаяся в папке. Основные атрибуты: • Только для чтения (Read only); • Скрытый (Hidden); • Системный (System); • Архивный (Archive). Атрибут Только для чтения ограничивает возможности работы с файлом. Его установка означает, что файл не предназначен для внесения изменений. Атрибут Скрытый сигнализирует операционной системе о том, что данный файл не следует отображать на экране при проведении файловых операций. Атрибутом Системный помечаются файлы, обладающие важными функциями для работы самой операционной системы. Его отличительная особенность в том, что средствами операционной системы его изменить нельзя. Атрибут Архивный в прошлом использовался для работы программ резервного копирования. При изменении файла ставился этот атрибут, а после работы программы резервного копирования он сбрасывался.